Тепловой двигатель

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН.

„„SU„„ I 232839 А1

15й 4 Р 03 G 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3831?54/25-06 (22) 27,12.84 (46) 23.05.86. Бюл. № 19 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) П. Н. Пашкявичюс, K. И. Рагульскис, В. Н. Хачин и В. П. Сивоха (53) 621.486(088,8) (56) Патент США № 3430441, кл. 60-23, опублик ° 1969.

Авторское свидетельство СССР № 1134778, кл. F 03 G 7/06, 1983. (54)(57) 1. ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий корпус в виде полого цилиндра, в котором эксцентрично одно относительно другого с возможностью вращения установлены одно внутри другого два кольца, каждое из которьп: закреплено на своем валу, связанные между собой гибким термочувствительным элементом из сплава с термомеханической памятью, а также средсТво изменения эксцентриситета колец, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью увеличения удельной мощности, он снабжен связывающей валы муфтой, кольца выполнены в виде установленных в однои плоскости торов, а термочувствительный элемент намотан вокруг торов.

2. Двигатель по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что торы выполнены одинаковой толщины, а каждый виток термочувствительного элемента содержит две ветви, расположенные в плоскостях, параллельных плоскости установки торов.

3. Двигатель по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что на внутренней поверхности корпуса выполнены две эксцентричные кольцевые канавки, а средство изменения эксцентриситета колец выполнено в виде установленных в канавках крестообразных держателей, в каждом из которых, в свою очередь, установлено по валу, и ось одного из валов смещена относительно центра своего де1жателя на величину эксцентриситета канавок... 2839

Изобретение относится к энергетике, а именно к тепловым двигателям, в которых преобразование тепловой энергии в механическую происходит за счет тепловых деформаций термочувствительных элементов из сплава с термомеханической памятью, и может быть использовано для привода автономно работающих приборов с использованием тепла природных источников или отходов тепловой энергии промышленных установок, Цель изобретения — увеличение удельной мощности, На фиг, 1 изображена кинематическая схема предлагаемого теплового двигателя, на фиг. 2 — пакет тепловых двигателей, смонтированных в трубе выпуска в атмосферу отходящих горячих газов промышленной установки.

Тепловой двигатель содержит корпус в виде полого цилиндра 1, в котором эксцентрично одно относительно другогого с возможностью вращения расположены одно внутри другого два кольца в виде установленных в одной плоскости торов 2 и 3, Каждый тор 2 и 3 закреплен посредством кронштейнов 4 и 5 соответственно на своем валу 6 и 7. Валы 6 и 7 с возможностью их параллельного смещения связаны между собой муфтой 8, а торы 2 и 3 связаны между собой гибким термочувствительным элементом 9 в виде проволоки иэ сплава с термомеханической памятью, причем

T ермочувствительный элемент 9 намотан вокруг торов 2 и 3, выполненных одинаковой толщины, а каждый виток термочувствительного элемента 9 содержит две ветки 10 и 11, расположенные в плоскостях, параллельных плоскости установки торов 2 и 3. На внутренней поверхности цилиндра 1 выполнены две эксцентричные канавки 12 и

13, а двигатель содержит средство изменения эксцентриситета торов 2 и

3, выполненное в виде установленных соответственно в канавках 12 и 13 крестообразных держателей 14 и 15, в каждом из которых, в свою очередь, установлено по валу 6 и 7, Ось вала

6 совпадает с центром крестообразного держателя 14, а ось вала 7 смещена относительно центра своего крестообразного держателя 15 на величину эксцентриситета канавок 12 и 13. Вет.— ви термочувствительного элемента 9, расположенные ниже плоскости, прохо5

10 15

ЗО

М5

4О

5G

55 дящей через оси валов 6 и 7, а следовательно, и через центры торов 2 и

3, размещены в зоне нагрева, а выше указанной плоскости — в зоне охлаждения (фиг, 1).

В варианте выполнения устройства (фиг, 2) пакет тепловых двигателей смонтирован в трубе 16 выпуска в атмосферу отходящих горячих газов промышленной установки. В трубе 16 установлена перегородка 17, разделяющая ее объем на два канала 18 и 19 °

Канал 18 предназначен для пропускания горячих газов, а канал 19 — для перемещения в нем атмосферного воздуха под действием естественной тяги.

В этом случае в качестве цилиндра I использована труба 16, а в качестве держателей 14 и 15 — перегородка 17.

Тепловой двигатель работает следующим образом.

Ветви термочувствительного элемента 9, которые находятся ниже плоскости, проведенной через оси валов 6 и

7 (фиг. 1), в результате теплового воздействия претерпевают структурное превращение и проявляют эффект термомеханической памяти, т.е. начинают сжиматься. Усилие, развиваемое отдельно взятой ветвью термочувствительного"элемента 9 при восстановлении формы, передается торам 2 и 3.

Если линия действия этого усилия не совпадает с центрами торов 2 и 3, то на торы 2 и 3 действуют два противоположно направленных момента. В результате неравенства этих моментов система приводится во вращение в направлении действия большего по величине момента. В случае, изображенном на фиг ° 1, система будет вращаться по часовой стрелке, т.е. в направлении момента, действующего на тор. 2.

В результате вращения торов 2 и 3

Восстанавливающие свою форму ветви термочувствительного элемента 9 переносятся вДоль зоны нагрева и одновре-, менно постепенно сжимаются, При выходе из зоны нагрева ветви термочувствительного элемента 9 приобретают свою прежнюю длину, В последующем эти ветви входят в зону охлаждения и при понижении температуры переходят из высокотемпературного в низкотемпературное структурное состояние. Так как в низкотемпературном состоянии сплавы с термомеханической памятью сравнительно легко деформируются, при пе1232н39 ремещении ветвей термочувствительно с> элемента 9 вдоль зоны охлаждения они постепенно растягиваются и при выходе из зоны охлаждения принимают максимально растянутую форму. Далее. ветви термочувствительного элемента 9 вновь входят в зону нагрева, и процесс повторяется указанным образом. Термочувствительный элемент 9 равномерно намотан вокруг торов 2 и 3, в результате чего часть ветвей термочувствительного элемента 9 постоянно находится в зоне нагрева и путем восстановпения своей формы обесп» ирает непрерывное вращательное движение торов 2 и 3. Вращение торов 2 и 3 чсрсэ крон--. штейны 4 и 5 передается папам 6 и 7 и далее потребителям механической энергии, Путем поворота держателей

14 и 15 в канавках l2 и l3 относительно неподвижного цилиндра 1 экспери1 ментальным путем устанавливается наиболее оптимальный режим работы термочувствительного элемента 9, позволяющий добиваться наибольшей мощности устройства.

1232839

Составитель Л. Тугарев

Техред О.Сопко Корректор Л

Редактор А. Козориз

Тираж 447 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2750/35

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4